淺析地質(zhì)勘查中遙感技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

蘇然 趙紫威

摘?要：伴隨著信息技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，遙感技術(shù)在地質(zhì)勘查領(lǐng)域中的運用水平也得到了顯著提升。作為礦產(chǎn)勘察中的一種重要技術(shù)手段，遙感技術(shù)能夠利用波譜特性在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)礦藏的位置，并對礦藏區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行數(shù)字化分析，因此該項技術(shù)也成為了當(dāng)前勘查以及評價過程中最為重要的核心技術(shù)。文中通過對遙感技術(shù)在地質(zhì)勘查中的運用情況進(jìn)行了深入性分析，并探討了遙感技術(shù)在地質(zhì)勘查中的廣闊前景，以供相關(guān)從業(yè)人員參考、借鑒。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘查;遙感技術(shù);應(yīng)用與發(fā)展

遙感技術(shù)（remote sensing technique），所謂的遙感技術(shù)通俗地說就是通過電磁波的輻射與反射特點，把整個過程中所采集到的數(shù)據(jù)信息利用電子計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化與分析，最終獲得目標(biāo)地物詳細(xì)信息數(shù)據(jù)的一種技術(shù)。因為該項技術(shù)具有效率高、穩(wěn)定性好以及成本投入少的特點，所以被廣泛地運用到了地質(zhì)勘查中。遙感技術(shù)的運用能夠在較短的時間內(nèi)為地質(zhì)勘查工作者提供豐富的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，而且在進(jìn)行地質(zhì)探測的過程中，遙感技術(shù)還可以利用不同頻率、不同波段來收集對象的信息內(nèi)容。此外，遙感技術(shù)在運用的過程中所受到的技術(shù)限制以及環(huán)境限制相對較少，戶外適應(yīng)性強，而且探測的范圍也比傳統(tǒng)的探測技術(shù)更廣，精確度也更高。

一、遙感技術(shù)在地質(zhì)勘查中的運用

（一）地質(zhì)構(gòu)造信息的采集

眾所周知，內(nèi)生礦產(chǎn)的主要分布區(qū)域是在不同地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的邊緣處或者發(fā)生變異的位置，其中主要的礦產(chǎn)是分布在不同板塊、不同構(gòu)造及塊體的邊緣區(qū)，通常會和地質(zhì)構(gòu)造事件伴生出現(xiàn)。礦床的分布情況是以帶狀為主，成礦帶的規(guī)模與地質(zhì)構(gòu)造具有較高的相似度。把遙感技術(shù)運用到找礦過程中，就能夠輕松地把地質(zhì)標(biāo)志映射到整個地質(zhì)環(huán)境信息數(shù)據(jù)里。首先，把區(qū)域成礦的線性圖像里進(jìn)行進(jìn)行比對與分析，然后再從中找出重要內(nèi)容（例如斷裂、芍理、推覆體等等）;其次，把采集到的數(shù)據(jù)信息里找出酸性巖體、火山盆地以及深享巖漿等帶有環(huán)狀特征的影象信息，再把這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化整合后提出取有用的內(nèi)容（例如火山形成的盆地以及構(gòu)造細(xì)節(jié)等等）;在采集的地質(zhì)構(gòu)造信息里找出礦源層、賦礦巖以及相關(guān)的地質(zhì)圖象中找出信啟（即巖層內(nèi)部的詳細(xì)信息）;在控礦斷裂交切所構(gòu)成的地質(zhì)影象，或者和感礦相關(guān)的顏色異常情況里找出因蝕變或者接觸帶引起的色帶、色塊等等。值得注意的是，如果斷裂的對象是主控礦時，那么在進(jìn)行斷裂構(gòu)造遙感信息分析與提取時的效率就會有提提升。由于技術(shù)上的原因，遙感技術(shù)在運用的過程中，經(jīng)常會引起成像模糊的情況，導(dǎo)致影象中的線性紋理以及其他參數(shù)信息無法被清楚地顯示出來，識別度變得更差。為了能夠提升影象的清晰度，操作人員在遙感技術(shù)的運用上加入了目視解譯與人機交互的方式來優(yōu)化影像效果，或者采取影響邊緣強化、濾波、拉伸以及卷積運算等方式來把地質(zhì)構(gòu)造信息體現(xiàn)出來。此外，遙感技術(shù)還可以運用在地表巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及地表水源分布情況等方面，并從中獲得地質(zhì)中是否出現(xiàn)斷裂以及褶皺等信息。

（二）利用植被波譜特性進(jìn)行探礦

經(jīng)由各種微生物以及復(fù)雜地下環(huán)境的影響與相互作用下，礦區(qū)內(nèi)部的一些金屬元素和礦物質(zhì)會出現(xiàn)異常變化，導(dǎo)致礦區(qū)位置的土壤層的成分以及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而礦區(qū)內(nèi)的植物也會吸收、聚集礦藏內(nèi)的金屬成分，綠植的葉綠素、植株的含水成份都會受到不同程度的影響，導(dǎo)致礦區(qū)的植被地區(qū)遙感在反射光譜上會有所差異。而礦區(qū)的生物地球化學(xué)特性也為遙感尋礦提供了良好的契機。利用遙感技術(shù)能夠在圖象中獲取礦區(qū)物生的地球化學(xué)特性以及詳盡的光譜信息，為后續(xù)的找礦工作提供重要數(shù)據(jù)參考。由于植物的不同器官所包含的金屬成分有著明顯的不同，所以可利用這種特性在礦區(qū)內(nèi)采集不同植物的樣品來進(jìn)行光譜測試，把富含金屬成分最高的植被作為礦產(chǎn)勘探特征植被，而礦區(qū)的其他植被可以作為輔助參考植被。遙感技術(shù)可以把不同的光譜內(nèi)容進(jìn)行采集、分析，再把相關(guān)的特性進(jìn)行強化處理，通過對光譜內(nèi)容來判斷其主要成份并進(jìn)行監(jiān)督與分類。礦區(qū)植被的反射光譜所構(gòu)成的異常信息在采集到的圖像上所表現(xiàn)出的其他色調(diào)有所不同，只需要利用圖像處理的方式就可以把細(xì)微的差別進(jìn)行分離并歸納，再把內(nèi)容用鮮艷的色調(diào)展現(xiàn)，再以此來確定礦靶區(qū)的準(zhǔn)確位置。例如說在礦區(qū)內(nèi)的植被含有一些微量的金屬元素，但是在進(jìn)行金屬檢測時會被譜測試技術(shù)的限制而無法準(zhǔn)確地把握檢測下限的定量化區(qū)間。按照理解的角度進(jìn)行分析，在運用遙感技術(shù)的時候如果使用高光譜儀來進(jìn)行植被波譜提取的效果會比多光譜要更具優(yōu)勢。比如在管理某個區(qū)域撾程中，把該區(qū)域分成不同的小區(qū)塊，然后再對每個小區(qū)塊的波譜空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這樣就可以準(zhǔn)確地作出何時對區(qū)塊內(nèi)的作物進(jìn)行施肥、噴農(nóng)藥或者灌溉等等;如果區(qū)塊的作物出現(xiàn)干枯的情況時，通過多光譜的圖像分析只能夠判斷出農(nóng)作物的受損情況，而利用高光譜的方式就能夠準(zhǔn)確地確定出農(nóng)作物受損的原因（干旱或者病蟲害等等）。由此可見利用高光譜能夠更加精確地完成探礦任務(wù)。

二、遙感技術(shù)的發(fā)展前景

（一）信息數(shù)據(jù)整合

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展也使得傳感器的功能也變得更加多元化，新型的傳感器能夠從不同的時間、不同的位置以及光譜內(nèi)容把目標(biāo)的特性以及數(shù)據(jù)反映到圖像中，并采取動態(tài)化的方式組成一個多源化數(shù)據(jù)體系。與傳統(tǒng)的單源化數(shù)據(jù)模式相比，多源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定性好之外，還能夠與其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行良性互補，而單源數(shù)據(jù)只能夠把地表上目標(biāo)的某些明顯的特性反映出來，整體的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容較為片面化，如果要深入、多層面地了解與總結(jié)目標(biāo)對象的特性就要把多源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為前提，這樣才能夠達(dá)到預(yù)期的效果。多源數(shù)據(jù)的發(fā)展與運用能夠加快遙感技術(shù)的信息數(shù)據(jù)分析與整合能力，還可以把一些具有重要參考價值的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合、歸納，對于提升數(shù)據(jù)信息的處理效率，排除無用的數(shù)據(jù)信息等方面具有良好的成效。

（二）與3S技術(shù)的結(jié)合

所謂的3S技術(shù)主要由遙感技術(shù)（RCS）、地理信息數(shù)據(jù)體系（GFDS）、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）這三種技術(shù)構(gòu)成。作為現(xiàn)階段世界范圍內(nèi)通用的地質(zhì)勘探利器，這幾種不同的技術(shù)都有各自的特點及優(yōu)勢。例如在地質(zhì)勘探過程中運用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能夠把探測區(qū)域的空間數(shù)據(jù)信息通過三維的方式進(jìn)行展現(xiàn)，如果信號強度足夠的話所得到的信息具有較高的精確度，而且這種利用衛(wèi)星定位的方式所投入的成本也相對較少;地理信息數(shù)據(jù)體系通俗地說就是地理信息資訊的集合，它本身具備強大的儲存功能和信息數(shù)據(jù)分析與處理功能，在擁有高度集成化信息庫的同時，還可以按照實際操作需要擴(kuò)大儲存空間，如果把地理信息數(shù)據(jù)體系與遙感技術(shù)進(jìn)行深度融合既可以提高遙感數(shù)據(jù)的儲存空間，同時還可以把所采集到的數(shù)據(jù)資源和影像內(nèi)容進(jìn)行分類與整合，便于后期的檢索與管理。此外這種方式還可以把這些采集到的數(shù)據(jù)信息利用互聯(lián)網(wǎng)的方式進(jìn)行數(shù)字化傳輸，再把信息數(shù)據(jù)處理中心所反饋的信息進(jìn)行判斷，在確認(rèn)其可行之后就由遙感技術(shù)在指定的礦區(qū)內(nèi)進(jìn)行探礦作業(yè)。

（三）高光譜數(shù)據(jù)與微波遙感技術(shù)的應(yīng)用

高光譜作為一種全新高效的綜合化探測技術(shù)，它是由各種高度精密的光感設(shè)備、弱信號檢測系統(tǒng)、計算機技術(shù)以及信息圖像處理技術(shù)構(gòu)成。該項技術(shù)能夠通過光譜敏儀對納米級別的光譜分辨率進(jìn)行成像識別，在成像的過程中也會把成百上千條的光譜利用數(shù)據(jù)記錄的方式進(jìn)行逐條分析，然后再由不同的像元內(nèi)分析并提取出一條直實、持續(xù)的曲線段，由此來對光譜中的各種信息數(shù)據(jù)（例如輻射信息、地物空間信息等等）進(jìn)行獲取和記錄，由于效率高而且信號穩(wěn)定因此具備良好的市場發(fā)展前景。成像光譜儀能夠在較短的時間內(nèi)采集到不同的數(shù)據(jù)波段，而且制作出的光譜的波段相關(guān)性較高，分辨率也更好，但是其缺點也較為明顯，即數(shù)據(jù)的冗余較大。高光譜數(shù)據(jù)所制成的圖像層次感明顯，而且不同的波段所體現(xiàn)出的變化量也各不相同，就以巖石光譜的信息模型為例，就能夠準(zhǔn)確、即時地反映出某個特定區(qū)間內(nèi)所隱藏礦物的豐度。而高光譜的窄波段以及解析度高等優(yōu)點也可以讓遙感圖像的紋理和內(nèi)容變得更加具體，紋理性也更加清晰，對于提升高光譜的數(shù)據(jù)處理效果具有重要的意義。相比較于傳統(tǒng)的光學(xué)遙感成像技術(shù)，微波遙感成像技術(shù)是采用紅外光束遠(yuǎn)程投射的方式來對對像區(qū)域進(jìn)行掃描，再由紅外信號接收端把收集到的回波轉(zhuǎn)化成為電壓信號進(jìn)行圖譜分析，以此來確認(rèn)該區(qū)域內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)以及其他特征。

三、結(jié)語

綜上所述，把遙感技術(shù)運用到地質(zhì)勘查中，除了提高地質(zhì)勘查的效率性和降低成本投入之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展。把遙感技術(shù)運用到地質(zhì)勘查領(lǐng)域既能夠緩解我國礦藏資源匱乏、以及找礦難的問題，也可以為我國的地質(zhì)勘探工作確立一個全新的發(fā)展點。此外，遙感技術(shù)的運用在找礦的精確度上也有著其他技術(shù)無法匹敵的優(yōu)勢，無論是在礦藏資源的探測或者是地質(zhì)環(huán)境勘查方面都擁有巨大的發(fā)展空間，因此值得進(jìn)行大力推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀寅生.水工環(huán)地質(zhì)勘查及遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用分析[J].世界有色金屬，2019（8）.

[2]文濤.遙感地質(zhì)勘查技術(shù)與應(yīng)用研究[J].世界有色金屬，2019（4）.

[3]趙華山.遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)測量中的應(yīng)用研究[J].世界有色金屬，2019（4）.

基金項目：2019年中國地質(zhì)調(diào)查局項目“全國礦山開發(fā)狀況遙感地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測”（編號：DD20190511）;2019年中國地質(zhì)調(diào)查局項目“全國礦山環(huán)境恢復(fù)治理狀況遙感地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測”（編號：DD20190705）

作者簡介：蘇然（1988-），女，漢族，河北辛集人，本科，工程師，研究方向：遙感技術(shù)應(yīng)用。